沉头孔冲锻成形工艺及模具结构优化

发布时间：2020-09-10 11:59

　　 本文以90°沉头孔和台阶沉头孔为研究对象,基于冲锻复合成形工艺,分别制定了90°沉头孔和台阶沉头孔的三种冲锻复合成形方法。采用DEFORM分析比较了每种成形方法的行程-载荷曲线、等效应力应变分布和材料流动规律,获得了90°沉头孔和台阶沉头孔的冲锻复合成形机理和最优成形工艺。90°沉头孔的最优成形工艺为冲预孔-压90°沉头孔,台阶沉头孔的最优成形工艺为冲预孔-压台阶孔-修孔。按照模拟获得的最优成形工艺进行了沉头孔的冲锻实验,结果表明最优工艺可以获得尺寸合格、变形均匀的沉头孔。基于获得的沉头孔的最优成形工艺,制定了链条零件上两个90°沉头孔和两个台阶沉头孔的连续模冲锻复合成形工艺,实际生产中常出现小冲头折断、啃刃、磨损严重和制件精度超差等问题。结合生产实践和有限元分析,发现压沉头孔工序时材料会沿长度方向流动导致工序件伸长,这种伸长变形使得前序和后序的冲孔和修孔小冲头承受较大的侧向力。分析了压边力、摩擦系数和冲预孔直径等对工序件伸长量的影响规律,提出了隔离法和疏导法来降低伸长变形对成形的影响。隔离法,即在压沉头孔工序前后增设大的隔离定位销来隔离各工序;疏导法,即在压沉头孔之前,将首尾相连的两个工序件冲切获得一个易变形的连接带,来吸收工序件的伸长变形。在实际生产中,冲头的主要失效形式为断裂和磨损。通过理论计算获得了冲头工作段长度的范围,为15.6 mm≤L≤49.8 mm。分析了不对中冲裁时冲头的等效应力分布以及冲头的硬度、金相组织、表面粗糙度,获得了冲头断裂的原因为应力集中。测量了零件硬度,发现沉头孔周围产生了较大的加工硬化,导致修孔小冲头磨损严重。分析了冲头硬度、摩擦系数、压边力和凸凹模间隙对冲头磨损的影响规律。设计了冲头刃口为平刃口、圆角刃口等8种刃口形状以及不同冲头工作段长度的冲头结构,分析了冲裁力和冲头等效应力,获得了最优冲头结构为圆角刃口结构。采用优化后的工艺和模具结构进行了生产实践,获得了尺寸合格的工件,小冲头寿命从20000件以下稳定到50000件以上。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG306
【部分图文】：

图 1.1 具有沉头孔的零件(a) 自动变速箱圆盘 (b) 空调压缩机阀板 (c) 液压泵盖板(d) 马达配重块 (e) 液压泵止推环Fig. 1.1 Parts with countersunk holes(a) Disk of automatic gearbox (b) Valve plate ofAC (c) Cover plate of hydraulic pump(d) Clump weight of motor (e) Thrust ring of hydraulic pump沉头孔可分为两大类[2]：（1）平面形，如图 1.2 所示；（2）凸台形，如图 1.3 所示。图 1.2 平面形沉头孔Fig. 1.2 Plane contersunk hole

图 1.3 凸台形沉头孔Fig. 1.3 Protruding countersunk ho艺主要是镗削铣削等机加工工的材料成形理念。金属板料适合此类不等厚板料的成形。简介展的关键，当不同的学科、会产生理论突破和技术创新间交叉渗透，产生了许多新、焊接、粉末冶金等成形技形过程中将原来属于不同范控制金属的流动和变形，从材料和能源，降低加工难度

冲裁拉深弯曲翻边冲锻复合成形变薄挤压镦粗模锻图 1.4 冲锻复合成形技术 Stamping and forging composite forming process tec生产中需要大量的用金属板料加工成形的零件，于形状较为复杂的零件，则采用机加工的方法，，但这些方法存在材料利用率低、零件机械性能考虑采用冲锻复合成形技术。冲锻复合成形工艺零件，如图 1.5 所示。

【参考文献】

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本文编号：2815793